JPH0636740A - Ion implanter - Google Patents

Ion implanter

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JPH0636740A
JPH0636740A JP19260092A JP19260092A JPH0636740A JP H0636740 A JPH0636740 A JP H0636740A JP 19260092 A JP19260092 A JP 19260092A JP 19260092 A JP19260092 A JP 19260092A JP H0636740 A JPH0636740 A JP H0636740A
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JP
Japan
Prior art keywords
target
ion beam
ion
wafer
purity
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP19260092A
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Japanese (ja)
Inventor
Masataka Kase
正隆 加勢
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH0636740A publication Critical patent/JPH0636740A/en
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Abstract

PURPOSE:To monitor the purity measurement of an ion beam reaching a wafer in an ion implanter on the in-line basis at the production site. CONSTITUTION:A disk 11 is provided with two kinds of targets coupled with it. The target (A) 12a is mounted with a wafer 13, and it is used for normal ion implantation. The target (B) 12b is provided with a slit 16 partitioning an ion beam 15 into the preset quantity and size, a fine target 17 radiated with the ion beam 15, a cooler 18 cooling the fine target 17, and a mass spectrometer 19. The target (B) 12b is used for measuring the ion beam purity, the ions generated when the ion beam 15a passing through the slit 16 ionizes the fine target 17 are analyzed by the mass spectrometer 19, and the purity of the ion beam 15 is measured.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,イオン注入装置に関す
る。近年,VLSI製造工程において,イオン注入法が
不純物を半導体基板中に導入する工程等に広く使用され
ている。イオン注入法は,不純物の注入量や注入深さに
関して,その制御性および再現性が高いので,不純物量
や接合深さを再現性良く,精密に制御するのに有効な手
段である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion implanter. In recent years, in the VLSI manufacturing process, the ion implantation method has been widely used in the process of introducing impurities into a semiconductor substrate. Since the ion implantation method has high controllability and reproducibility with respect to the amount and depth of implantation of impurities, it is an effective means for reproducibly and precisely controlling the amount of impurities and the junction depth.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は,イオン注入装置の概略図であ
る。図中,21はイオン源,22は質量分析器,23は
質量分離スリット,24は加速管,25はファラディカ
ップ,26はディスク,27はウェーハである。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a schematic view of an ion implantation apparatus. In the figure, 21 is an ion source, 22 is a mass analyzer, 23 is a mass separation slit, 24 is an accelerating tube, 25 is a Faraday cup, 26 is a disk, and 27 is a wafer.

【0003】以下,図2に示すイオン注入装置の動作を
説明する。イオン源21から引き出されたイオンは,イ
オンソースガスの成分など,所望のイオン以外の不純物
イオンを多く含んでいるため,質量分析器22により選
別して,所望のイオンのみから成るイオンビームを得
る。
The operation of the ion implanter shown in FIG. 2 will be described below. Since the ions extracted from the ion source 21 contain a large amount of impurity ions other than the desired ions, such as the components of the ion source gas, they are selected by the mass analyzer 22 to obtain an ion beam consisting of only the desired ions. .

【0004】質量分析器22により選別されたイオン
は,質量分離スリット23,加速管24,およびファラ
ディカップ25を通過して,スキャン機構に搭載された
ウェーハ27上に到達し,ウェーハ27中に注入され
る。ウェーハをスキャンする機構としてはディスク型が
最も一般的てあるため,以下ディスク26として記す。
The ions selected by the mass analyzer 22 pass through the mass separation slit 23, the acceleration tube 24, and the Faraday cup 25, reach the wafer 27 mounted on the scanning mechanism, and are injected into the wafer 27. To be done. Since a disk type is the most common mechanism for scanning a wafer, it will be referred to as a disk 26 hereinafter.

【0005】ディスク26は,1000rpm程度の速
度で回転しており,ウェーハ27は,ディスク26の回
転による遠心力によってディスク26上に張り付いてい
る。質量分析器22によって選別されたイオンビーム
は,理論的には純粋な一種類のイオンのみから成ってい
る。しかし,実際には,質量分離スリット23や加速管
24を構成する材料(主に,アルミニウム合金)がイオ
ンビームによってスパッタリングされ,このスパッタリ
ング現象によって生じた不純物イオンが,質量分析器2
2によって選別されたイオンビーム中に混入する。した
がって,ウェーハ27上に到達するイオンビーム中に
は,多くの不純物イオンが混入している。
The disk 26 is rotating at a speed of about 1000 rpm, and the wafer 27 is attached to the disk 26 by the centrifugal force generated by the rotation of the disk 26. The ion beam selected by the mass spectrometer 22 theoretically consists of only one kind of pure ion. However, in reality, the material (mainly an aluminum alloy) forming the mass separation slit 23 and the acceleration tube 24 is sputtered by the ion beam, and the impurity ions generated by this sputtering phenomenon are generated by the mass analyzer 2.
It mixes in the ion beam selected by 2. Therefore, many impurity ions are mixed in the ion beam reaching the wafer 27.

【0006】半導体デバイスの高集積化に伴い,ウェー
ハ27上に到達するイオンビームの純度の向上が要求さ
れ,イオンビーム中の不純物イオンを削減する必要が生
じてきた。
With the high integration of semiconductor devices, it has been required to improve the purity of the ion beam reaching the wafer 27, and it has become necessary to reduce the number of impurity ions in the ion beam.

【0007】従来,ウェーハ27に到達するイオンビー
ムの純度の測定は,テストウェーハにイオン注入を行っ
た後,そのテストウェーハを製造ラインから外して,他
の施設に持ち込んで,原子吸光分析や2次イオン質量分
析などの機器分析により行っていた。
Conventionally, the purity of the ion beam reaching the wafer 27 is measured by implanting ions into a test wafer, removing the test wafer from the manufacturing line, and bringing it into another facility for atomic absorption analysis or 2 It was conducted by instrumental analysis such as secondary ion mass spectrometry.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来のウェーハに到達
するイオンビームの純度の測定には,テストウェーハを
製造ラインから外して,他の施設に持ち込まなければな
らないので,時間がかかる,という問題があった。
The conventional method for measuring the purity of an ion beam reaching a wafer has to take a test wafer from the production line and bring it to another facility, which is time-consuming. there were.

【0009】また,原子吸光分析や2次イオン質量分析
などの機器分析を用いているので,コストが増大する,
という問題もあった。本発明は,上記の問題点を解決し
て,ウェーハ上に到達するイオンビームの純度測定を製
造現場でインラインにてモニターできるようにしたイオ
ン注入装置を提供することを目的とする。
Further, since instrumental analysis such as atomic absorption analysis and secondary ion mass spectrometry is used, the cost is increased.
There was also a problem. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and provide an ion implanter capable of monitoring the purity of an ion beam reaching a wafer in-line at a manufacturing site.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに,本発明に係るイオン注入装置は,少なくとも,イ
オン源,質量分析器,加速管,およびウェーハを載置す
る機構を備えたイオン注入装置であって,前記ウェーハ
を載置する機構は,それに嵌装される2種類のターゲッ
トを備えており,第1のターゲットは,その上にウェー
ハが載置され,第2のターゲットは,イオンビームを所
定の量および大きさに区切るスリット,イオンビームが
照射される微小ターゲット,該微小ターゲットを冷却す
る冷却器,および質量分析器を備え,通常のイオン注入
時には,第1のターゲットを使用し,その上に載置され
たウェーハに対してイオン注入を行い,イオンビーム純
度の測定時には,第2のターゲットを使用し,スリット
を通過したイオンビームが微小ターゲットをイオン化す
る際に発生するイオンを質量分析器により分析して,イ
オンビームの純度を測定するように構成する。
In order to achieve the above object, an ion implantation apparatus according to the present invention is provided with at least an ion source, a mass analyzer, an accelerating tube, and a mechanism for mounting a wafer. In the implantation apparatus, the mechanism for mounting the wafer includes two types of targets fitted to the first target, the first target on which the wafer is mounted, and the second target for mounting the wafer. A slit that divides the ion beam into a predetermined amount and size, a minute target irradiated with the ion beam, a cooler that cools the minute target, and a mass analyzer are provided, and the first target is used during normal ion implantation. Then, ion implantation is performed on the wafer placed on it, and when the ion beam purity is measured, the second target is used and the ions passing through the slit are used. Analyze ions over beam is generated when the ionizing small target by mass analyzer configured to measure the purity of the ion beam.

【0011】[0011]

【作用】本発明に係るイオン注入装置では,ウェーハを
載置する機構は,それに嵌装される2種類のターゲット
を備えている。第1のターゲットは,その上にウェーハ
が載置されるものである。第2のターゲットは,イオン
ビームを所定の量および大きさに区切るスリット,イオ
ンビームが照射される微小ターゲット,この微小ターゲ
ットを冷却するための冷却器,および質量分析器を備え
たものである。
In the ion implantation apparatus according to the present invention, the wafer mounting mechanism has two types of targets fitted therein. The first target is one on which a wafer is placed. The second target is provided with a slit that divides the ion beam into a predetermined amount and size, a minute target irradiated with the ion beam, a cooler for cooling the minute target, and a mass analyzer.

【0012】通常のイオン注入時には,ディスクに第1
のターゲットを嵌装し,その上に載置されたウェーハに
対してイオン注入を行う。イオンビーム純度の測定時に
は,ディスクから第1のターゲットを取り外し,代わり
に第2のターゲットをディスクに嵌装し,スリットを通
過したイオンビームが微小ターゲットをイオン化する際
に発生するイオンを質量分析器により分析して,イオン
ビームの純度を測定する。
During normal ion implantation, the first
The target is mounted and the wafer placed on the target is ion-implanted. When measuring the ion beam purity, the first target is removed from the disk, the second target is fitted to the disk instead, and the ions generated when the ion beam passing through the slit ionizes the minute target are analyzed by a mass spectrometer. Then, the purity of the ion beam is measured.

【0013】したがって,微小ターゲットにシリコンチ
ップを用いることにより,シリコンウェーハがイオン注
入されるのと同じ状態で,第2のターゲットに到達する
イオンビームの純度を分析することが可能になる。
Therefore, by using the silicon chip as the minute target, it is possible to analyze the purity of the ion beam that reaches the second target in the same state as when the silicon wafer is ion-implanted.

【0014】その結果,従来,他の施設にて高価な機器
分析により行っていたイオンビームの純度分析が,製造
現場でインラインにてモニターできるようになる。
As a result, the ion beam purity analysis, which has been conventionally performed by expensive equipment analysis at other facilities, can be monitored in-line at the manufacturing site.

【0015】[0015]

【実施例】図1は,本発明の一実施例構成を示す図であ
り,本発明に係るイオン注入装置のディスクとターゲッ
トとの関係を,通常のイオン注入状態(図(a))およ
びイオンビーム純度測定状態(図(b))に分けて示し
たものである。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. The relationship between the disk and the target of the ion implantation apparatus according to the present invention is shown in a normal ion implantation state (FIG. 1A) and an ion implantation state. It is shown separately in the beam purity measurement state (FIG. (B)).

【0016】図中,11はディスク,12はターゲッ
ト,13はウェーハ,14はファラディカップ,15は
イオンビーム,16はスリット,17はシリコンチッ
プ,18は冷却器,19は質量分析器である。
In the figure, 11 is a disk, 12 is a target, 13 is a wafer, 14 is a Faraday cup, 15 is an ion beam, 16 is a slit, 17 is a silicon chip, 18 is a cooler, and 19 is a mass spectrometer.

【0017】以下,図1を用いて,本発明の一実施例を
説明する。 (1)通常のイオン注入状態(図1(a)参照) 通常のイオン注入時には,その上にウェーハ13が載置
されるターゲット(A)12aをディスク11に嵌装し
て使用する。このとき,イオンビーム15は,ファラデ
ィカップ14を通過してウェーハ13に到達し,ウェー
ハ13中にイオンが注入される。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. (1) Normal ion implantation state (see FIG. 1A) During normal ion implantation, the target (A) 12a on which the wafer 13 is placed is fitted on the disk 11 for use. At this time, the ion beam 15 passes through the Faraday cup 14 to reach the wafer 13, and ions are implanted into the wafer 13.

【0018】 (2)イオンビーム純度測定状態(図1(b)参照) イオンビーム15の純度を測定するときには,ディスク
11からターゲット(A)12aを取り外し,代わりに
ターゲット(B)12bを嵌装する。
(2) Ion beam purity measurement state (see FIG. 1B) When measuring the purity of the ion beam 15, the target (A) 12a is removed from the disk 11 and the target (B) 12b is fitted instead. To do.

【0019】イオンビーム15の純度測定は,次のよう
にして行う。 イオンビーム15のうちターゲット(B)12bに
設けられたスリット16により区切られたイオンビーム
15aがシリコンチップ17を照射する。この時,シリ
コンチップ17は,冷却器18により充分に冷却されて
おり,溶解することはない。
The purity of the ion beam 15 is measured as follows. The ion beam 15a of the ion beam 15 divided by the slit 16 provided in the target (B) 12b irradiates the silicon chip 17. At this time, the silicon chip 17 is sufficiently cooled by the cooler 18 and is not melted.

【0020】 シリコンチップ17に対するイオンビ
ーム15aの照射量が充分になった後,冷却器18の冷
却機能を停止すると,シリコンチップ17は,イオンビ
ーム15aのエネルギーによって溶解する。真空中であ
るので,イオンビーム15aによりイオンが注入された
シリコンチップ17は,昇華する。このとき,イオン化
する部分も発生する。このイオン化したものを質量分析
器19により検出して,その成分を計測することによ
り,イオンビーム15aひいてはイオンビーム15の純
度を測定する。質量分析器としては,4重極質量分析器
がコンパクトで,安価であるため使用しやすい。
When the cooling function of the cooler 18 is stopped after the irradiation amount of the ion beam 15a to the silicon chip 17 becomes sufficient, the silicon chip 17 is melted by the energy of the ion beam 15a. Since it is in a vacuum, the silicon chip 17 into which the ions are injected by the ion beam 15a sublimes. At this time, a part to be ionized also occurs. The ionized substance is detected by the mass spectrometer 19 and the components thereof are measured to measure the purity of the ion beam 15a and thus the ion beam 15. As a mass spectrometer, the quadrupole mass spectrometer is compact and inexpensive, so it is easy to use.

【0021】以上のように,本実施例では,微小ターゲ
ットにシリコンチップ17を用いているので,シリコン
ウェーハがイオン注入されるのと同じ状態で,イオンビ
ーム15の純度を分析することができる。
As described above, in the present embodiment, since the silicon chip 17 is used as the minute target, the purity of the ion beam 15 can be analyzed in the same state as when the silicon wafer is ion-implanted.

【0022】また,イオンビーム15の純度測定は,デ
ィスク11からターゲット(A)12aを取り外し,代
わりにターゲット(B)12bを嵌装するだけであるの
で,従来,他の施設にて高価な機器分析により行ってい
たイオンビーム15の純度分析が,製造現場でインライ
ンにてモニターできるようになる。
Further, in order to measure the purity of the ion beam 15, only the target (A) 12a is removed from the disk 11 and the target (B) 12b is fitted in place of the target (A) 12a. The purity analysis of the ion beam 15 which has been performed by the analysis can be monitored in-line at the manufacturing site.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によれば,イオン注入装置におい
て,ウェーハ上に到達するイオンビームの純度測定を製
造現場でインラインにてモニターできるようになる。そ
の結果,イオン注入装置のメンテナンスを迅速に行うこ
とが可能になるので,装置の稼働率が向上し,半導体装
置の製造コストを低減することができるようになる。
According to the present invention, the ion implantation apparatus can monitor the purity of the ion beam reaching the wafer in-line at the manufacturing site. As a result, the ion implanter can be quickly maintained, so that the availability of the device can be improved and the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】イオン注入装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic view of an ion implantation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ディスク 12 ターゲット 13 ウェーハ 14 ファラディカップ 15 イオンビーム 16 スリット 17 シリコンチップ 18 冷却器 19 質量分析器 11 Disk 12 Target 13 Wafer 14 Faraday Cup 15 Ion Beam 16 Slit 17 Silicon Chip 18 Cooler 19 Mass Spectrometer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも,イオン源,質量分析器,加
速管,およびウェーハを載置する機構を備えたイオン注
入装置であって,前記ウェーハを載置する機構は,それ
に嵌装される2種類のターゲットを備えており,第1の
ターゲットは,その上にウェーハが載置され,第2のタ
ーゲットは,イオンビームを所定の量および大きさに区
切るスリット,イオンビームが照射される微小ターゲッ
ト,該微小ターゲットを冷却する冷却器,および質量分
析器を備え,通常のイオン注入時には,第1のターゲッ
トを使用し,その上に載置されたウェーハに対してイオ
ン注入を行い,イオンビーム純度の測定時には,第2の
ターゲットを使用し,スリットを通過したイオンビーム
が微小ターゲットをイオン化する際に発生するイオンを
質量分析器により分析して,イオンビームの純度を測定
することを特徴とするイオン注入装置。
1. An ion implantation apparatus comprising at least an ion source, a mass spectrometer, an accelerating tube, and a wafer mounting mechanism, wherein the wafer mounting mechanism is of two types fitted to it. , A first target has a wafer placed thereon, and a second target has a slit that divides the ion beam into a predetermined amount and size, a minute target irradiated with the ion beam, A cooler for cooling the minute target and a mass analyzer are provided. At the time of normal ion implantation, the first target is used to perform ion implantation on a wafer placed on the first target, thereby ensuring ion beam purity. At the time of measurement, the second target is used, and the ions generated when the ion beam passing through the slit ionizes the minute target are separated by the mass spectrometer. An ion implanter characterized by analyzing and measuring the purity of the ion beam.
JP19260092A 1992-07-21 1992-07-21 Ion implanter Withdrawn JPH0636740A (en)

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JP19260092A JPH0636740A (en) 1992-07-21 1992-07-21 Ion implanter

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JP (1) JPH0636740A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5787554A (en) * 1995-03-15 1998-08-04 Citizen Watch Co., Ltd. Device for making a fine adjustment of a length of a personal adornment band
US5837568A (en) * 1995-12-12 1998-11-17 Sanyo Electric Co., Ltd. Manufacturing method of semiconductor devices

Cited By (2)

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